Värmebärare, eller på annat sätt värmemedium - en viktig term - är en substans som kan transportera värme från en värmekälla (dvs enkelt uttryckt panna, öppen spis, värmelager, värmepump, solpaneler etc.) till en värmemottagare, dvs en radiator eller golvvärmeslinga. För att ett centralvärme-system ska fungera - via rör, slingor och andra typer av kanaler transporteras värmen just av värmebäraren. Den är nödvändig och här finns det ingen diskussion.
✅ Den vanligaste värmebäraren är naturligtvis vatten, det har många fördelar, men också nackdelar. De huvudsakliga kraven som ställs på värmebärare i praktisk tillämpning i CV - eller VVB - är:
✅ Vatten presterar bra mot dessa parametrar, men ibland tillsätts olika ämnen för att förbättra vissa egenskaper - t.ex. blandas vatten med glykol i olika koncentrationer för att uppnå specifika egenskaper hos blandningen. I denna artikel diskuterar vi endast flytande värmebärare, och lämnar gasformiga som luft eller ånga, som i princip inte förekommer i hushållsinstallationer i Polen. Vi tar upp frågan om deras inverkan på livslängden för hydrauliska apparater, t.ex. värmelagringstankar, värmeväxlare, cirkulationspumpar, vattensterilisatorer - och värmekällor: vattenburna öppna spisar, CV-pannor, värmepumpar etc.
✅ Vatten för CV är det mest uppenbara valet, eftersom det är det snabbaste och enklast tillgängliga. Definitivt också ett av de billigaste, billigare än glykol eller liknande vätskor. Det har dock betydande föroreningar i form av organiska och oorganiska partiklar som inte är synliga för blotta ögat - men framför allt lösta salter och gaser, kolloider (i form av kiseldioxid och olika andra föreningar). Dessa oönskade vattenbeståndsdelar har dock en negativ inverkan på funktionen hos värmesystem och hydrauliska apparater.
✅ Därför kräver vatten för CV-installationer ibland rening för att vara säkert för vårt värmesystem och effektivt i uppvärmningen. Vatten har dock också andra egenskaper som vi glömmer - även vid projektering - såsom: torrrester, oxidationsförmåga och pH-värde.
☑️ För de nyfikna verkar det intressant att vattnets specifika värme ändras beroende på temperaturen. Den specifika värmen för vatten. Den varierar mellan 4,226 kJ/kgK (för vatten vid 0 grader Celsius), till 4,194 kJ/kgK för vatten vid 80 grader Celsius. På samma sätt förhåller det sig med värmeledningsförmågan, som beroende på temperaturen varierar från 0,558 W/mK till 0,681 W/mK (för temperaturer som kan förekomma i en typisk hushållsinstallation dvs från låga plusgrader till +80oC). Men låt oss vara ärliga - vilken rörmokare (om han inte är en ingenjör-projektör från tekniska högskolan) har koll på detta och använder dessa data som praktisk kunskap som behövs för att projektera installationer? Ingen, eftersom i praktiken räcker det att känna till de grundläggande principerna för när man ska göra undantag från att använda vatten - för att projektera ett effektivt och energieffektivt värmesystem. Vattnets specifika värme och värmeledningsförmåga är högre skola, som inte praktiker refererar till. Detta är vår egen bedömning.
✅ Olägenheterna med att använda vatten i vissa installationer, oftare industriella än hushållsinstallationer, beror också på att det ändrar aggregattillstånd runt 0 grader, och runt 90-100 grader börjar det koka och avdunstar intensivt vilket ökar trycket i installationen. Därför - måste installationer definitivt skyddas mot tydlig nedkylning (men i praktiken för att vatten i uppvärmningen ska frysa måste huset lämnas utan uppvärmning i många dagar) - samt mot högt tryck vid avdunstning av vatten. Sammanfattningsvis får vi inte heller tillåta att vatten kokar i systemet, vilket kan skada det - det är mindre troligt med moderna värmekällor som har temperaturreglering, men i öppna spisinstallationer eller gamla pannor - absolut.
✅ Till vattnets egenskaper som påverkar hydrauliska apparater hör också innehållet av löst salt (som kan orsaka bildning av pannsten) och pH-värde, uttryckt genom väteexponenten - dvs s.k. pH (som har samband med potentiell ☑️ korrosion på stålapparater, t.ex. värmelagringstankar, fördelare eller plattvärmeväxlare).
På grund av den skadliga inverkan som påskyndar korrosionen av apparater - bör kemisten, men också användaren, vara intresserad av innehållet av syre och koldioxid i vattnet. Innehållet av dessa gaser - förändras med temperaturförändringar i vattnet, vilket är ett uppenbart fenomen i alla installationer. Detta leder i sin tur till tryckförändringar i installationer och utfällning av ovanstående gaser, vilket visar sig som luftbubblor i installationen.
✅ Luftbubblor kommer alltid att samlas i CV-installationer när vi använder vatten - och de måste tas bort från installationen, vilket bestämmer hur vi ska projektera vatteninstallationen och hur vi ska förutse möjligheten att ta bort dem.
I vatten är salt löst, och deras koncentration beror på var vattnet kommer ifrån. De värsta anses vara magnesium- och kalciumjoner. De har en relativt svag löslighet, men har förmågan att sönderdelas (vilket är farligt för vår installation). ✅ Sönderdelningen av salt i vatten ökar i hög temperatur, börjar i svagare utsträckning redan vid 30-40 grader Celsius, och därför kommer det i praktiken alltid att finnas förutsättningar för sönderdelning av magnesium och kalcium (dvs bildning av stenavlagringar). I värmesystem leder temperaturökningen till ökad avdunstning av vatten i pannor - medan sönderdelning av salt leder till utfällning av avlagringar som fastnar på värmeytorna (dvs på pannväggar, rör, golvvärmeslingor, hydrauliska apparater etc.). Denna avlagring är den välkända skurken i vatteninstallationer, nämligen pannsten.
✅ Innehållet av salt i vatten kallas vattnets hårdhet. Den kan ha olika grader. Man skiljer mellan tillfällig hårdhet (karbonathårdhet) och permanent hårdhet (ickekarbonathårdhet). Tillfällig hårdhet förekommer i vatten när vi har att göra med sura kalcium- och magnesiumbikarbonat, som vid temperatur sönderdelas till lösliga salter. Därför har de inte en permanent karaktär. Om orsaken till hårdheten är neutrala kalcium- och magnesiumsalter, kommer de inte att sönderdelas när temperaturen på värmebäraren ökar - och vi har att göra med permanent hårdhet.
På grund av att vi använder vatten - kommer installationer med tiden att täckas av sten, eftersom på de allra flesta platser i Polen förekommer hårt eller mycket hårt vatten. Detta är en osynlig fiende, eftersom hårt vatten inte kommer att upptäckas av oss utan tester, dvs fysikalisk-kemisk analys. Vi kan dock veta att med tiden kommer närvaron av vatten (eftersom det kommer att vara hårt om vi inte behandlar det på rätt sätt) definitivt att förkorta livslängden för apparater som värmepanna, värmepump, hem UV-lampa för vatten, plattvärmeväxlare, värmelagringstankar, golvvärmefördelare, och till och med radiatorer.
✅☑️ Med tiden kommer rör och kanaler i vår installation att täckas av sten, vilket gör att vårt CV har så dålig värmeledningsförmåga att våra uppvärmningskostnader eller bränsleförbrukning ökar med upp till 30-40%. Som tur är finns det metoder för att neutralisera hårt vatten och även apparater som vattenmjukningsanordningar.
Fram till nyligen användes huvudsakligen klassiska vattenmjukningsanordningar som lösning mot hårt vatten, vars kostnad börjar från 700-800 €. Deras nackdel, förutom priset, var att de tog upp mycket plats i pannrummet. Dessutom var det en apparat som krävde utbyte av filtret med jämna mellanrum, så det var inte helt underhållsfritt. Trots detta måste det sägas att vattenmjukningsanordningar av denna typ var ganska effektiva. Dessa apparater är inte filter för hårt vatten, det är en annan metod. Under de senaste åren har dock filter för hårt vatten dykt upp på marknaden, monterade på vattenintaget till huset.
✅ Den aktuella trenden är att använda flödesgalvaniska mjukgörare - filter för hårt vatten i teknik som kallas IPSE. Detta är en apparat i form av ett rör som monteras på ingående röret genom vilket vatten flödar. Filter för hårt vatten IPSE fungerar bäst i förebyggande syfte. Men en redan stenig installation - kommer fortfarande att utgöra ett allvarligt problem. Fördelen med filter för hårt vatten - är underhållsfrihet och lång livslängd, vanligtvis upp till 10 år. De fungerar på principen om ett litet galvaniskt element, i högkvalitativa apparater förstärkta med ett silverlager. Genom att generera en liten spänning på 5-6 V - leder elementet till uppdelning av de mineralsalter som är ansvariga för sten och vattnets hårdhet.
I lager
✅ Framför allt behöver man inte rena vattnet för installationen när man använder dem, och det finns ingen risk för bildning av sten i värmeledningar, steniga apparater, vilket leder till behov av oftare utbyte och minskad effektivitet i uppvärmningen. Men de har tyvärr också en rad nackdelar.
I praktiken kommer balansen mellan för- och nackdelar med dessa vätskor att leda oss till slutsatsen att de är mer specialiserade värmebärare, som är avsedda på grund av sina egenskaper för utrymmen med specifika användningsområden, t.ex. industriella. Välkommen att läsa vidare - om du är nyfiken.
✅ Framför allt kräver de ingen vattenbehandling för installationen och eliminerar risken för kalkavlagringar i värmerören och igensättning av utrustning, vilket annars leder till behovet av frekventare utbyten och en minskning av värmesystemets effektivitet. Men de har tyvärr också flera nackdelar.
I praktiken leder en jämförelse av för- och nackdelar med dessa vätskor till slutsatsen att de är mer specialiserade värmebärare, anpassade för specifika applikationer, exempelvis industriella miljöer. Läs vidare om du är nyfiken.
✅ En exotiskt klingande, men samtidigt opraktisk värmebärare i hushållsinstallationer är dowtherm eller difenyleter. Den används nästan uteslutande som värmeöverföringsmedium i högspecialiserade industriella installationer.
Det är synd, eftersom dess specifika värmekapacitet varierar mellan 1,55 kJ/kgK och 2,76 kJ/kgK, vilket är en mycket intressant parameter. På samma sätt är fryspunkten på -55 grader Celsius imponerande, vilket skulle möjliggöra användning även i utrymmen som endast värms upp periodvis.
Tyvärr är difenyleter en hälsofarlig och brandfarlig substans. Detta utesluter dess användning i hushållsinstallationer, men även i industriella byggnader där det förekommer gnistbildande arbete, såsom svetsning. Informationen om den presenteras mest som en kuriosa.
Trots att den uppfanns i början av 1900-talet används den fortfarande.
✅ Den största fördelen med mineralolja är att den inte fryser i vårt klimat. Med en fryspunkt på ner till -50 grader Celsius kan den användas även i Skandinavien och norra Ryssland.
Den förblir i flytande form inom ett mycket brett temperaturintervall, eftersom dess kokpunkt ligger mellan 280 och 350 grader Celsius och dess antändningstemperatur i praktiken är ouppnåelig i de sammanhang vi talar om.
Naturligtvis, precis som andra oljor, orsakar den varken kalkavlagringar eller korrosion. Men den har också sina nackdelar – den är betydligt dyrare än vatten, särskilt vid större installationer. Dessutom observeras med tiden att oljehartser avlagras på värmeväxlarytor (radiatorer, slingor, plattvärmeväxlare).
Den oxiderar relativt lätt, vilket innebär att en sådan installation måste luftas oftare. Mineralolja används också i stor skala inom kylteknik.
Etylen-glykol är ett potentiellt verkligt alternativ till vatten i värmesystemet (eller snarare i en del av det – den del som är utsatt för frysning, såsom en extra byggnad ansluten till systemet men inte uppvärmd permanent).
Naturligtvis, precis som mineralolja, skapar den inga kalkavlagringar. Dess fryspunkt ligger mellan cirka -17 och -49 grader Celsius, vilket i vårt klimat är fullt tillräckligt för att skydda installationen.
Fryspunkten beror naturligtvis på koncentrationen, eftersom...
✅ Den används sällan i ren form. Vanligtvis blandas den med vatten i en koncentration beroende på behov – 30 % glykol och resten vatten, 35 % glykol och resten vatten, eller när situationen kräver det, en 50/50-blandning med vatten.
☑️ För den nyfikna:
Glykol har sina fördelar – men också sina nackdelar. Först och främst är det ett betydligt dyrare alternativ än vatten, vilket är självklart. Innan vi bestämmer oss för att använda det måste vi veta att glykol begränsar värmeöverföringen.
Den fryser inte, vilket också innebär att den inte avger värmeenergi lika lätt som vatten. Det uppskattas att värmeöverföringen minskar med cirka 8 % vid en 30 % glykolblandning och upp till 15 % vid en 50 % glykolblandning. Detta innebär en större termisk tröghet i systemet, längre uppvärmningstid och något högre bränsleförbrukning (vilket leder till högre driftskostnader för uppvärmningen).
Detta förklarar varför glykol oftast späds ut – en utspädd glykolblandning uppnår de frysskyddande egenskaper vi behöver, samtidigt som dess negativa egenskaper minskas (och det blir billigare). Dessutom kan den nämnda värmeöverföringsförlusten på 8–15 % i stor utsträckning neutraliseras genom att öka storleken på värmeöverföringsenheter, såsom radiatorer och värmeväxlare, vilket dock innebär högre investeringskostnader.
Av ovanstående skäl kan vi anta att glykol definitivt inte är en bra lösning för golvvärme, men däremot kan vara ett alternativ för standardradiatorsystem.
Om vi väljer att använda glykol i golvvärmesystem kan vi göra uppvärmningen av den kalla installationen mycket långsam och ineffektiv. Glykol är inte lämpligt för golvvärme och bör endast användas som en sista utväg, till exempel i ett fritidshus, men vi måste vara medvetna om dess nackdelar.
☑️ Myten att det räcker att öka trycket i systemet för att neutralisera glykolens termiska tröghet i golvvärme kan avfärdas. Att kämpa mot fysikens lagar är en förlorad strid.
✅ Däremot kan användning av glykol i radiatorer ha en viss logik. Glykol i radiatorer är en bättre lösning än i golvvärme eftersom radiatorer endast består av ett tunt lager stål – inte en betonggolvplatta. Begränsningen av värmeöverföringen som orsakas av glykolen är därför mindre skadlig.
Kanske har du hittat den här artikeln eftersom du överväger att använda glykol i kretsen för en monoblockvärmepump, eftersom du har fått den rekommendationen av en installatör eller säljare.
En monoblockvärmepump, vars enhet är placerad utomhus, är faktiskt utsatt för frysning, vilket kan leda till ganska kostsamma konsekvenser. Är det då värt att använda glykol i en värmepump?
Det finns flera aspekter att beakta – det är viktigt att bedöma risken för att värmepumpen fryser.
Den främsta orsaken (förutom sträng kyla) är strömavbrott, vilket gör det omöjligt att utföra avfrostning (så kallad defrostning av värmepumpen).
I områden där strömavbrott förekommer, till exempel i vissa bergsområden, är det därför värt att vara förberedd på detta. Dessutom måste vi komma ihåg att en värmepump är en enhet som ska fungera i 10, 15 eller till och med 20 år. Vi vet inte hur stränga vintrar kommer att bli om 10, 15 eller 20 år.
Dessutom är det värt att notera att det polska elnätet är överbelastat, och efter år av försummelse kan dess tillförlitlighet försämras ytterligare under de kommande åren, enligt allmänt tillgängliga uppgifter.
Tidigare tog vi heller inte hänsyn till risken för avsiktlig skadegörelse av energiinfrastruktur eller kraftverk – det vill säga risken för krig (se kriget i Ukraina).
Även om detta fortfarande verkar osannolikt, kan det efter Rysslands aggression mot Ukraina vara värt att ha en beredskapsplan för detta scenario.
En tredje, mycket viktig aspekt är att vissa tillverkare av värmepumpar kräver att glykol används i den externa kretsen av värmepumpen.
Till exempel har företaget Rotenso tidigare haft sådana krav. Det kan därför vara värt att överväga användningen av glykol i värmepumpen om detta inte bara är en rekommendation utan ett faktiskt krav från vissa tillverkare.
Om man använder glykol i en värmepump bör man komma ihåg att det inte är lämpligt att fylla hela husets system med glykol på grund av dess termiska tröghet.
I detta fall är det lämpligt att separera systemet med en värmeväxlare för att skapa två oberoende kretsar – en glykolkrets och en vattenkrets, som utbyter värme sinsemellan.
På så sätt påverkar inte glykolen i värmepumpen centralvärmens prestanda och kvalitet negativt.
Att separera husets vattenbaserade system från värmepumpens glykolkrets kan göras med en plattvärmeväxlare.
Detta ökar installationskostnaden, men man betalar för full säkerhet för sin monoblockenhet.
Detta bör beaktas när man kalkylerar risken för att värmepumpen fryser.
Nackdelen är att värmeväxlare för monoblockvärmepumpar som körs på glykol oftast är relativt stora och därför inte är de minsta enheterna som kostar 50–80 ę.
En värmeväxlare för en glykolkrets i en värmepump bör ha en minsta yta på 1,5 m² plattor per 10 kW enhet för värmepumpar som arbetar vid cirka 50°C.
Sådana värmeväxlare börjar från cirka 250 €, men om värmepumpsystemet ska vara lågtempererat (30–35°C) bör växlarna vara betydligt överdimensionerade.
✅ Av de skäl som beskrivits ovan – om vi planerar att ansluta en extra byggnad till systemet, där vi på grund av risken för frysning av installationen väljer att använda glykol – rekommenderas det inte att använda glykol i hela systemet.
I praktiken bör det område som är utsatt för frysning (förmodligen ett garage, en verkstad eller en lagerhall) separeras från pannans huvudkrets med en plattvärmeväxlare. Den bör dimensioneras så att varje 100 kvadratmeter av en sådan byggnad motsvarar ungefär 0,35 m² värmeöverföringsyta i värmeväxlaren.
Denna faktor gör det möjligt att värma även en traditionell installation med glykol, men om det är en ekonomibyggnad där vi inte behöver samma temperatur som i bostadsutrymmen kan värmeväxlaren vara mindre.
Kostnaden för en värmeväxlare för att separera glykolkretsar är cirka 50–80 € per 100 m² byggnadsyta, baserat på priser från tillverkaren Nordic Tec av plattvärmeväxlare.
☑️ Tyvärr finns det en annan nackdel – vi hade förmodligen förväntat oss att glykol, precis som mineralolja, inte skulle bidra till korrosion i utrustningen.
Trots att glykolblandningar inte är elektrolyter bryts de ned under drift, vilket ger dem vissa korrosiva egenskaper, även om deras effekt inte ska överskattas.
För att ge en fullständig bild – glykolens korrosionspotential är något högre än vattnets (!), men i moderna system har detta i praktiken liten betydelse.
✅ Om man väljer att använda glykol är det också värt att kontrollera om tillverkaren av cirkulationspumpen rekommenderar användning av glykol.
Vissa tillverkare anger att deras pumpar inte är avsedda för glykol, vilket kan vara en faktor att beakta. De flesta pumpar klarar dock av att arbeta med lågkoncentrerad glykol, men garantifrågan kvarstår.
På marknaden finns även specialpumpar som är avsedda för glykol, även om de i praktiken inte skiljer sig särskilt mycket i sin konstruktion.
✅ Vi måste konstatera att det faktum att 99 % av hushållen använder vatten som värmebärarmedium är väl motiverat av dess fördelar.
Glykol är alltför trögt för att användas i hela systemet – uppvärmning av huset skulle ta för lång tid, och att försöka kompensera för den sämre värmeöverföringen skulle kräva en större investering. Särskilt med dagens populära golvvärmesystem, som redan har en högre termisk tröghet, är glykol inte ett alternativ. Mineralolja är å andra sidan för dyr och för lite funktionell.
✅ Vatten, trots sina många nackdelar, är billigt och lättillgängligt. Det avger sin värme effektivt, oavsett om det används i radiatorer eller golvvärme. Dess största nackdel – dess höga hårdhet – kan neutraliseras (även om det inte är helt kostnadsfritt).
Kostnaden för att installera en vattenavhärdare ligger på cirka 2500–4000 zł (för ett enfamiljshus), men man kan också behandla vattnet med en elektrisk enhet eller använda filter för hårt vatten, vilket kostar mellan 600 och 800 zł.
Detta är den bästa lösningen för att skydda värmepannor, värmepumpar, varmvattenberedare, värmefördelare, värmeväxlare och cirkulationspumpar från skadliga kalkavlagringar – och samtidigt säkerställa en effektiv uppvärmning som minimerar bränsleförbrukningen och driftskostnaderna.
✅ Välj glykol endast om det finns risk för att installationen fryser, exempelvis i hus som står tomma under längre perioder, såsom fritidshus – eller vid anslutning av extra utrymmen som inte används permanent.
I lager
I lager
BLOGG:
Hur fungerar vattenrening med UVC-strålar? Hur fungerar UV-lampor för vatten?
Är vattendesinfektion överhuvudtaget nödvändig och varför med UV?
Historien om vattendesinfektion med UV-strålning - en nyhet eller en gammal uppfinning?
Är det värt att använda UV-lampor för poolen? UV-desinfektion av poolvatten?
Underdimensionering - Alltför liten värmeväxlare - vad innebär det i praktiken?
Överdimensionering av värmeväxlare - vad är det bra för?
Leave a comment